第一章概要。
第一节连续铸钢的发展史。
连续铸钢由于与常规生产相比具有生产工序简化，金属收得率提高，能源消耗降低，劳动条件得到改善和连铸***等优越性，因此是当前钢铁工业中发展最快的技术之一。现在，全世界的连铸比和连铸坯产量在不断增长，围绕连铸的新技术、新工艺、新设备在不断开发成功并被加以推广应用。连铸已成为钢铁生产中必不可少的工艺环节，是否发展连铸技术以及技术水平的高低、生产进行的如何已成为衡量各钢铁企业生产、技术、管理水平的标志之一。
连铸是把液态钢用连铸机浇注、冷凝、切割、而直接得到铸坯的工艺。它是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢生产厂（或车间）的重要组成部分。连铸生产的正常与否，不但影响到炼钢生产任务的完成，而且也影响到轧材的质量和成材率。
此外，连铸自身的发展，还会带动冶金系统其它行业的发展，它对企业结构和产品结构的简化和优化，有着重要的促进作用。
连续浇注液体金属的概念在100多年前就已提出，由于当时技术条件的限制，塞勒斯（赖尼（和h.拜思默尔（提出的一些设备只能用于低熔点有色金属，如铅的浇注。最早关于类似现代连铸设备的建议是2023年由德国人戴伦（提出的。
在他们的设备中已经包括有水冷的、上下口敞开的结晶器、二次冷却段、引锭杆、夹辊和铸坯切割装置等。
后来，许多人都致力于连铸技术的研究，认识到铸坯和结晶器之间必须有相对运动。真正奠定近代连铸技术基础的是德国人容汉斯（sie8fdjunghans），他于2023年在德国建成一台立式连铸设备，并用其浇注黄铜获得成功，月产量达1700t。2023年。
铝合金的连铸也取得了成功。这样，有色金属的连铸在30年代就应用于工业性生产。
然而，在工业规模上实现钢的连铸困难很多，其原因有以下几点：
1. 与铝、铜（及其合金）等低熔点的有色金属相比，钢的导热系数小，钢水的热含量大，钢的凝固速度比较慢，不利于连铸；
2. 钢的熔点较高；
3. 与铜、铝等有色金属相比，钢的生产规模大的多。
二次世界大战之后，世界各地相继建设了一些试验性和半工业性试验设备。50年代连铸技术才开始工业化，从此连铸技术得到迅速发展。随后70年代由于国际能源危机出现和连铸本身固有的节能优势，促进了连续铸钢技术的大发展，无论是在连铸理论、连铸生产，还是铸坯产量和连铸比（连铸坯产量/粗钢产量）方面都取得了很大的发展，现板坯连铸和发展情况见表1-1。
表1-1 板坯连铸大事记。
第二节连续铸钢的特点。
连铸和模铸（钢锭生产）的比较。
图1－2是模铸工艺流程和连铸工艺流程的比较。可以看出二者的根本差别在于模铸是在间断情况下，把一炉钢水浇注成多根钢锭，脱模之后经初轧机开坯得到钢坯的；而连铸是把一炉（或多炉）钢水连续注入结晶器，得到无限长的铸坯，经切割后直接生产铸坯的。基于这一根本差别，连铸和模铸比较，就具有许多明显的优越性。
1. 提高综合成材率。
采用连铸工艺的直接经济效益，首先是提高综合成材率。通常采用钢锭开坯方式，切头切尾损失一般为10%左右，从钢水到成坯的收得率大约为84~88%；而连铸的切头切尾少损失为1%~2%，从钢水到成坯的收得率为95%~96%，即采用连铸可节约金属损失10%左右。金属收得率的提高必然导致综合成材率可达95%以上。
据测算连铸比每提高1.0%，可使综合成材率提高0.8%~1.
5%2. 降低能耗。
连铸的节能主要体现在因省去开坯工艺的直接节能，以及由于提高成坯率和成材率的间接节能两方面。据有关资料介绍，连铸时因省略开坯工艺，生产一吨钢坯比模铸节能627~1046kj，相当于21.4~35.
7kg标准煤。在加上提高综合成材率的节能，按我国目前能耗水平测算，每吨连铸坯综合节能约130kg标准煤。应该指出，随着浇注钢种、铸坯断面和轧制工艺的不同，连铸节能的具体效益也有所不同。
3. 连铸产品的均一性高、***。
由于模铸锭凝固时间长，元素偏析显著。特别是钢锭头部和尾部化学成份差别更大。而连铸坯冷却速度大、树枝晶间距小、偏析程度较轻，尤其是沿铸坯长度方向化学成份均匀。
连铸坯轧材的均一性较模铸锭高。随着炼钢工艺的发展，和一系列连铸新技术的应用，目前连铸坯产品质量的各项性能指标，大都优于模铸锭轧材产品。
4. 易于实现机械化、自动化。
在炼钢生产过程中，模铸是一项劳动强度大、劳动环境恶劣的工序。而连铸由于其自身设备和工艺的特点，则易于实现机械化、自动化。近年来，随着科学技术的发展，电子计算机已广泛用于连铸生产的控制，使连铸的这一优越性更加显著。
这不但可以使操作者从模铸的繁重体力劳动中解脱出来，而且有利于提高劳动生产率。
除上述一些突出优点外，连铸还有占地面积小、生产周期快、吨坯成本低等优点。因而当连铸在钢铁工业中成功应用之后，整个钢铁工业发生了巨大的变化。一方面铸锭车间、均热炉和初轧机已随着连铸技术的发展逐步被淘汰；另一方面连铸的发展正改变着从炼钢到轧钢的工艺流程，正向炼钢—薄板坯连铸—连轧发展。
第三节连续铸钢的原理。
连续铸钢法有很多，现在就一般的方法进行原理性的说明。
构成连铸设备的主要要素是：一台连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包车、结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯（矫直）装置（夹紧）、切割装置和铸坯运出装置等部分组成的。
浇钢时把装有钢水的钢包，通过钢包运载装置运送到连铸机上方，经钢包底部的流钢孔把钢水注入到中间包内。打开中间包塞棒（或滑动水口）后，钢水流入已对在正常位置，用引锭杆头堵塞并能上下振动的结晶器中。钢液沿结晶器周边冷凝成坯壳。
当结晶器下端出口处坯壳有一定厚度时，带有液芯并和引锭装置连在一起的铸坯在拉坯机驱动下，离开结晶器，在夹辊的支撑下移动。与此同时，铸坯被二次冷却装置进一步冷却并继续凝固。为了要以适当的压力保持铸坯和拉出铸坯，采用了装有驱动马达的夹紧辊，铸坯在全部凝固或带有液芯状态下被矫直。
当引锭装置拉出铸坯脱去引锭装置。随后在水平位置被切割成定尺长度。置放于运坯装置上运送到规定地点。
上述整个过程是连续进行的。
为了保证铸坯的表面质量和保护结晶器内的铜板，需添加适当的润滑剂，并使结晶器上下振动，起到如同模铸脱模的作用。
思考题。1.连续铸钢的原理？
2.连续铸钢有哪些优越性？
第二章连铸板坯的传热和凝固理论。
第一节连铸过程的热量传输。
从本质上说，连铸是一个热量传输过程，也是把液体钢转变为固体钢的加工过程。
钢水由液体转变为固体传输的热量包括：
1.过热，由注温冷却到液相线温度放出的热量；
2.潜热，由液相线温度冷却到固相线放出的热量；
3.显热，由固相线温度冷却到某一温度放出的热量。
在连铸机内，钢水热量的传输分别在一次冷却区(结晶器)，二次冷却区(喷雾水)和三次冷却区(辐射)进行的。带液心的铸坯边运行、边放热、边凝固，直到完全凝固为止。 铸坯中的热量向外传输的主要方式：
1.对流，中间包注流进入结晶器，在液相穴内的强制对流运动而传递过热；
2.传导，凝固前沿与坯壳外表面形成的温度梯度，把液相穴内热量传导到表面；
3.对流十辐射，铸坯表面的辐射传热以及铸坯表面与喷雾水滴的热交换，把热量传给外界。
铸坯在三个冷却区以不同的传热方式，把热量从凝固前沿向外界传递使其逐渐凝固。凝固速度决定于从坯壳传走的热流，而热流决定于坯壳与冷却区的界面状态。
从结晶器→二冷区热传递速率决定了铸坯液相穴深度，而液相穴深度不能超过连铸机的冶金长度，因而拉速受到限制，也就是限制了铸机生产率。同时传热速率也会影响到铸坯低倍结构(柱状晶与等轴晶比例)、铸坯表面和内部裂纹的形成。控制了铸坯质量。
因此必须充分认识传热在连铸过程中的重要作用，定量地理解热量在连铸过程中的传递，对能动地控制铸机生产率和铸坯质量有重要的意义。
第二节结晶器传热与凝固。
一、结晶器的作用。
结晶器是连铸机的关键部件，它的重要作用表现在：1.在尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成足够的坯壳厚度，以抵抗钢水静压力而不拉漏；
2.结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长；
3.结晶器内的钢水一渣相一坯壳一铜壁之间的相互作用，对铸坯表面质量有决定性影响。
上述第一个作用决定了连铸机的生产率，而的作用决定了铸坯表面质量。
二、结晶器导出热流。
水冷结晶器是一个很强的热交换器。钢水的凝固速度决定于导出的热流，导出热流越大，出结晶器的坯壳就越厚。
1.平均热流密度。
测定通过结晶器的冷却水量和进出水温差，可求出平均热流密度：
q=wc(θ2一θ1)
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